一种在PCB板制作过程中芯片埋入的方法及其结构与流程

本发明涉及一种芯片埋入的方法及其结构，特别是指一种在pcb板制作过程中能够将芯片稳定的埋入在线路板中的方法及其结构。

背景技术：

众所周知，在pcb板制作的过程中根据产品功能需要需要在pcb板中植入各种类型的芯片，在芯片埋入封装基板内部的时候，由于芯片的热膨胀系数cte较小，一般在1~3，而基板的cte数值较大，一般在9~12。芯片与基板两者的cte差距较大，所以在严苛的可靠度环境测试下，会产生不同材料间的分层，进而严重影响产品的品质，因此如何提高芯片埋入封装基板的可靠度成为了相当重要的议题。而目前还没有出现能够解决相关问题的方法，而此是为传统技术的主要缺点。

技术实现要素：

本发明提供一种在pcb板制作过程中芯片埋入的方法及其结构，其采用在芯片上下表面上各涂覆一层缓冲材料，此缓冲材料的cte介于基板材料与芯片材料之间，如5~7，此缓冲材与芯片的cte差距小，在进行可靠度测试下，能大大降低材料cte不匹配造成的分层风险，进而提升产品可靠度等级，另外此缓冲材与基板材料之间一样能达到缩小cte差距的作用，进而提升产品的可靠度等级，而此是为本发明的主要目的。

本发明所采用的技术方案为：一种在pcb板制作过程中芯片埋入的方法，其包括如下步骤。

第一步：在晶圆片的顶面以及底面上分别涂覆缓冲材料层，得到芯片，该缓冲材料层能够对该晶圆片起到应力缓冲的作用。

第二步：对第一步中的该芯片进行切割，将该芯片切割成若干子芯片。

第三步：对pcb基板进行开孔，在该pcb基板上开出若干穿孔。

第四步：在第三步中的该pcb基板底面上设置芯片固定胶层，该芯片固定胶层涂抹在该pcb基板底面上，同时，该芯片固定胶层处于每一个该穿孔的底部。

第五步：进行该子芯片的贴装，将若干该子芯片一一对应的粘结在对应的该穿孔中，使该子芯片固定在对应的该穿孔中，此刻，该子芯片固定设置在该芯片固定胶层顶部。

第六步：在该pcb基板顶部压封介电材料层，通过该介电材料层将该子芯片埋设在该穿孔中，并将该子芯片固定在该穿孔中，该介电材料层包括板顶部分以及孔内部分，该板顶部分与该孔内部分连接形成一整体，其中，该板顶部分盖设在该pcb基板顶面上，该孔内部分填充在该穿孔中，该子芯片被包裹在该孔内部分中。

第七步：从该pcb基板底面上将该芯片固定胶层去除，得到成品。

一种芯片埋入在pcb板中的电路板，其包括pcb基板以及若干子芯片，每一个该子芯片的顶面以及底面上都分别涂覆有缓冲材料层，该pcb基板上开设有若干穿孔，若干该子芯片一一对应处于该穿孔中，在该pcb基板顶部压封有介电材料层，该介电材料层包括板顶部分以及孔内部分，该板顶部分与该孔内部分连接形成一整体，其中，该板顶部分盖设在该pcb基板顶面上，该孔内部分填充在该穿孔中，该子芯片被包裹在该孔内部分中，通过该介电材料层将该子芯片埋设在该穿孔中，并将该子芯片固定在该穿孔中。

本发明的有益效果为：本发明为关于一种增加芯片埋入式基板可靠度等级的方法与结构，在进行可靠度测试下，能大大降低材料热膨胀系数cte不匹配造成的分层风险，本发明技术可广泛应用于高密度布线、极小孔径之封装基板以及转接板(interposor)的领域。

附图说明

图1为本发明将芯片切割成若干子芯片的示意图。

图2为本发明在pcb基板底面上设置芯片固定胶层的示意图。

图3为本发明埋入子芯片的工作示意图。

图4为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1至4所示，一种在pcb板制作过程中芯片埋入的方法，其包括如下步骤。

第一步：在晶圆片10的顶面以及底面上分别涂覆缓冲材料层20，得到芯片30。

该缓冲材料层20能够对该晶圆片10起到应力缓冲的作用，同时，该缓冲材料层20还能够加强该晶圆片10的钝化层。

该缓冲材料层20为缓冲薄膜。

实践中，该缓冲材料层20可以为聚合物薄膜，比如：光敏性聚酰亚胺。

应用无机材料制作该缓冲材料层20的材料有zno、tiox等，应用有机材料制作该缓冲材料层20的材料有pfn2、ptmaht等。

第二步：对第一步中的该芯片30进行切割，将该芯片30切割成若干子芯片31。

实践中，使用芯片切割机对芯片进行切割，芯片切割机是非常精密的设备，其主轴转速约在30,000至60,000rpm之间，由于芯片晶粒与晶粒之间距很小而且晶粒又相当脆弱，因此精度要求相当高，且必须使用钻石刀刃来进行切割，而且其切割方式是采用磨削的方式把晶粒分开。由于采用磨削的方式进行切割，会产生很多的小粉屑，因此，在切割过程中必须不断地用净水冲洗，以避免污染到晶粒。除上述诸点外，在整个切割过程中尚须注意之事项颇多，例如晶粒需完全分割但不能割破承载的胶带，切割时必须沿着晶粒与晶粒间之切割线不能偏离及蛇行，切割过后不能造成晶粒之崩塌或裂痕等等。

第三步：对pcb基板40进行开孔，在该pcb基板40上开出若干穿孔41。

第四步：在第三步中的该pcb基板40底面上设置芯片固定胶层50。

该芯片固定胶层50涂抹在该pcb基板40底面上，同时，该芯片固定胶层50处于每一个该穿孔41的底部。

该芯片固定胶层50可以由环氧树脂胶制成。

环氧树脂胶中混入有填充料，填充料可以为银颗粒或者银薄片，填充料占该芯片固定胶层50整体体积的75至80%。

该芯片固定胶层50整体导电。

第五步：进行该子芯片31的贴装，也称为芯片粘结（粘晶）。

将若干该子芯片31一一对应的粘结在对应的该穿孔41中，使该子芯片31固定在对应的该穿孔41中，此刻，该子芯片31固定设置在该芯片固定胶层50顶部。

实践中将该子芯片31粘结在对应的该穿孔41中，可以采用四种粘贴方式：共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法。

其中导电胶粘贴法不要求芯片背面和pcb基板具有金属化层，芯片粘贴后，用导电胶固化要求的温度时间进行固化，可在洁净的烘箱中完成固化，操作起来简单易行。

本发明中优选导电胶粘贴法，具体方法为，将若干该子芯片31一一对应的贴设在对应的该穿孔41中，使该子芯片31固定设置在该芯片固定胶层50顶部，之后，将该pcb基板40整体置入烘箱中完成固化。

第六步：在该pcb基板40顶部压封介电材料层60，通过该介电材料层60将该子芯片31埋设在该穿孔41中，并将该子芯片31固定在该穿孔41中。

该介电材料层60包括板顶部分61以及孔内部分62，该板顶部分61与该孔内部分62连接形成一整体。

其中，该板顶部分61盖设在该pcb基板40顶面上，该孔内部分62填充在该穿孔41中，该子芯片31被包裹在该孔内部分62中。

该介电材料层60可以由pi材料或者bcb材料或者pbo材料制成。

第七步：从该pcb基板40底面上将该芯片固定胶层50去除，得到成品。

实践中可以采用刮除或者利用化学药水浸泡去除等方式将该芯片固定胶层50去除。

如图1至4所示，一种芯片埋入在pcb板中的电路板，其包括pcb基板40以及若干子芯片31，每一个该子芯片31的顶面以及底面上都分别涂覆有缓冲材料层20，对该芯片30进行切割，将该芯片30切割成若干该子芯片31。

该pcb基板40上开设有若干穿孔41，若干该子芯片31一一对应处于该穿孔41中，在该pcb基板40顶部压封有介电材料层60，该介电材料层60包括板顶部分61以及孔内部分62，该板顶部分61与该孔内部分62连接形成一整体，其中，该板顶部分61盖设在该pcb基板40顶面上，该孔内部分62填充在该穿孔41中，该子芯片31被包裹在该孔内部分62中。

通过该介电材料层60将该子芯片31埋设在该穿孔41中，并将该子芯片31固定在该穿孔41中，该介电材料层60可以由pi材料或者bcb材料或者pbo材料制成。